Ekspanderet polystyren: opskummet og ekstruderet

Udvidet polystyren Suspension Pressless Selvslukkende (PSB-S) på et snit (EPS)

Strukturen af ​​ekspanderet polystyren ved høj forstørrelse
Pénopolistirole

er et gasfyldt materiale opnået fra polystyren og dets derivater samt fra styrencopolymerer. Udvidet polystyren er en udbredt type polystyren, som normalt kaldes i hverdagen. Den sædvanlige teknologi til fremstilling af ekspanderet polystyren er forbundet med den indledende fyldning af styrenkorn med gas, der er opløst i polymermassen. Derefter opvarmes massen med damp. I processen med dette opstår en multipel forøgelse i volumen af ​​de originale granuler, indtil de optager hele blokformen og ikke sintres sammen. I traditionel ekspanderet polystyren anvendes naturgas, der er let opløselig i styren, til at fylde granulaterne. I brandsikre versioner af ekspanderet polystyren er granulerne fyldt med kuldioxid [1]. Der er også en teknologi til opnåelse af vakuumekspanderet polystyren, som ikke indeholder nogen af ​​gasserne.

Indhold

• 1 Historie om produktionen af ​​ekspanderet polystyren
• 2 Sammensætning af ekspanderet polystyren
• 3 Metoder til opnåelse
• 4 Egenskaber for ekspanderet polystyren
• 5 Hovedtyperne af produceret polystyrenskum
• 6 Anvendelse
• 7 Egenskaber for ekspanderet polystyren 7.1 Vandabsorption
• 7.2 Dampgennemtrængelighed
• 7.3 Biologisk stabilitet
• 7.4 Holdbarhed
• 7.5 Modstandsdygtighed over for opløsningsmidler

Historien om produktionen af ​​ekspanderet polystyren

Den første ekspanderede polystyren blev produceret i Frankrig i 1928 [2]. Industriel produktion af ekspanderet polystyren begyndte i 1937'erne. [angive

] i Tyskland [3]. I Sovjetunionen blev produktionen af ​​ekspanderet polystyren (klasse PS-1) mestret i 1939 [4], kvaliteter PS-2 og PS-4 - i 1946 [5], klasse PSB - i 1958 [6] I 1961 mestrede Sovjetunionen teknologien til produktion af selvslukkende ekspanderet polystyren (PSB-S) [7]. Til byggeformål begyndte PSB-ekspanderet polystyren at blive produceret i 1959 på Stroyplastmass-anlægget i Mytishchi.

Sammensætning af ekspanderet polystyren

For at opnå ekspanderet polystyren anvendes polystyren oftest. Andre råmaterialer er polymonochlorostyren, polydichlorostyren og copolymerer af styren med andre monomerer: acrylonitril og butadien. Lavkogende kulbrinter (pentan, isopentan, petroleumsether, dichlormethan) eller blæsemidler (diaminbenzen, ammoniumnitrat, azobisisobutyronitril) anvendes som blæsemidler. Derudover inkluderer sammensætningen af ​​ekspanderede polystyrenplader brandhæmmende stoffer (antændelighedsklasse G1), farvestoffer, blødgørere og forskellige fyldstoffer.

Metoder til opnåelse

En betydelig andel af det opnåede polystyrenskum fremstilles ved skumning af materialet med dampe af lavkogende væsker. Til dette anvendes en suspensionspolymerisationsproces i nærværelse af en væske, der kan opløses i det originale styren og er uopløselig i polystyren, for eksempel pentan, isopentan og deres blandinger. I dette tilfælde dannes der granulater, i hvilke den lavkogende væske fordeles jævnt i polystyren. Desuden udsættes disse granuler for opvarmning med damp, vand eller luft, hvilket resulterer i, at de øges betydeligt i størrelse - 10-30 gange. De resulterende bulkgranulater sintres med samtidig støbning af produkter.

Egenskaber af ekspanderet polystyren

Ekspanderet polystyren af ​​høj kvalitet: materiale med jævnt fordelte granulater i samme størrelse

Ekspanderet polystyren af ​​lav kvalitet af PSB-typen: der opstår et brud langs kontaktzonen af ​​kugler i forskellige størrelser
Ekspanderet polystyren, der blev opnået ved skumning af en lavkogende væske, er et materiale bestående af fincellulære granulater sintret sammen. Der er mikroporer inde i de ekspanderede polystyrenkorn og hulrum mellem granulerne. Et materiales mekaniske egenskaber bestemmes af dets tilsyneladende tæthed: jo højere det er, jo større styrke og jo lavere er vandabsorptionen, hygroskopiciteten, dampen og luftgennemtrængeligheden.

Ekstruderet polystyrenskum

Den officielt anerkendte version er, at denne type isolering blev opfundet af specialister i USA i halvfjerdserne. Samtidig er det kendt, at længe før, i Sovjetunionen, blev sådant materiale brugt til behovene for økonomiske aktiviteter. Et eksempel på anvendelse i Sovjetunionen er bøjer, der markerer vandgrænsen. Derfor vil vi give amerikanerne XPS forrang i brugen af ​​dette materiale i konstruktionen. Ekstruderet polystyrenskum er et unikt materiale med høj styrke og absolut vandtæthed, hvilket gør det uundværligt til isolering af fundamenter, svømmehaller og andre strukturer, der fungerer i et fugtigt miljø. De faktorer, der begrænser brugen af ​​EPS, er denne isolations antændelighed og dens dampgennemtrængelighed.

Hovedtyperne af produceret polystyrenskum

• Presseløs ekspanderet polystyren
  : EPS (udvidet polystyren); PSB (Suspension, ikke-presset ekspanderet polystyrenskum); PSB-S (udvidet polystyrensuspension, presseløs, selvslukkende). Opfundet af BASF i 1951
• Ekstruderet polystyrenskum
  : XPS (ekstruderet polystyren); Extrol, Penoplex, Styrex, Technoplex, TechnoNIKOL, URSA XPS
• Ekstruderet polystyrenskum
  : forskellige udenlandske mærker PS-1; PS-4
• Autoklave polystyrenskum
  : Styrofoam (Dow Chemical)
• Autoklaveekstruderet polystyrenskum
  [8]

Grundlæggende typer

• Presseløs - den mest almindelige type, billig, mere skrøbelig. Besidder høj vandabsorption... Består af mange granulater med heterogen struktur. Polystyrenkornene tørres, opskummes, tørres igen og opvarmes. Denne sammensætning bruges til at fylde en form, der bliver tæt, når den køler af.
• Trykke - holdbar og tæt isolering, dyrere. Den har en lav varmeoverføringskoefficient på grund af hermetisk forseglede granulater. Indeholder efterfølgende gaspressning af den opskummede blanding.
• Ekstruderet - har en homogen konsistens af små og næsten helt lukkede celler. Produceret i overensstemmelse med GOST ved ekstrudering - når polystyrenkugler smelter, og der opnås en homogen sammensætning, som hældes i en form til afkøling. Denne metode giver dig mulighed for at gøre materialet modstandsdygtigt over for vandindtrængning, tæt, modstandsdygtigt over for mekanisk belastning og derved øge levetiden.

Med tilsætning af brandhæmmende stoffer, ekstruderet polystyrenskum kan gøres brandsikker.

• Ekstrudering opnået ved at behandle den endelige vægt af polymeren. Der anvendes en ekstruder ved fremstillingen, derfor kaldes de sidste 2 typer det samme materiale.

Vi anbefaler: De vigtigste typer og egenskaber af monolitisk polycarbonat. Hvor bruges materialet, og hvordan klipper man det selv?

Der er en autoklav og autoklave-ekstrudering polystyrenskum, hvor skumning og tørring af materialet udføres ved hjælp af en autoklav. Det produceres i udlandet, det bruges meget sjældent på grund af dets høje pris.

Ansøgning

Udvidet polystyren bruges oftest som et varmeisolerende og strukturelt materiale. Anvendelsesområde: konstruktion, transport og skibsbygning, flykonstruktion. En hel mængde ekspanderet polystyren bruges som emballage og elektrisk isoleringsmateriale.

• I militærindustrien - som varmelegeme; i systemerne til individuel beskyttelse af militært personel som en støddæmper i hjelme.
• I produktionen af ​​husholdningskøleskabe som varmeisolator (i Sovjetunionen er disse serieproducerede køleskabe "Yarna-3", "Yarna-4", "Vizma", "Smolensk" og "Aragats-71") indtil begyndelsen af ​​1960'erne , når ekspanderet polystyren blev fortrængt af polyurethanskum.
• Ved produktion af containere og isoterm engangsemballage til frosne produkter [9] [10] [11] [12]
• Ved opførelse af bygninger - brugen af ​​ekspanderet polystyren i Rusland i byggebranchen er reguleret af statslige standarder [13] [14] [15] og er begrænset til brugen af ​​en bygningsramme som et mellemlag. Udvidet polystyren anvendes i vid udstrækning til isolerende facader (antændelighedsklasse G1). Den potentielt høje brandfare ved dette materiale kræver obligatoriske indledende test i fuld skala [16]. I august 2014 bemærkede FGBU VNIIPO EMERCOM [17], at brugen af ​​SFTK ("Systemer af facade varmeisolerende komposit") som varmelegeme (varmeisolering) af hovedplanet af facaden af ​​flisebelagt polystyrenskum (kun de mærker, der er angivet i TS), som ikke er materiale til efterbehandling eller vender ud mod de ydre overflader af de ydre vægge af bygninger og strukturer i strid med kravene i artikel 87, del 11, i den føderale lov nr. 18] og afsnit 5.2.3 i SP 2.13130.2012. I juli 2020 blev de moderne GOST 15588-2014 ”Opskummet polystyren varmeisolerende plader. Tekniske forhold ", der angiver den obligatoriske tilstedeværelse af brandhæmmende additiver i materialet, hvilket sikrer brandsikkerhed (selvslukkende, manglende evne til at opretholde uafhængig forbrænding) af ekspanderede polystyrenplader under opbevaring og installation.
• Siden 1970'erne. ekspanderet polystyren bruges til vejbygning, konstruktion af kunstige relieffer og dæmninger, anbringelse af transportveje i områder med svag jord, når man beskytter veje mod frysning, for at reducere den lodrette belastning på strukturen og i en række andre sager. Udvidet polystyren anvendes mest aktivt i vejbyggeri i USA, Japan, Finland og Norge [19]. Kravene og standarderne for GOST til dette produkt i disse lande er radikalt forskellige fra de russiske og SNG-lande.
• Fungerer som materiale til produktion af legetøj, designermøbler og interiørartikler [20]. Det fungerer også som et materiale til at skabe genstande fra moderne dekorativ og anvendt kunst og konceptuel kunst [21].

Ekstruderet polystyrenskum: brugsanvisning

Polyfoam af PSB-S-kvalitet kan på grund af dets højere dampgennemtrængelighed sammenlignet med PPE bruges til varmeisolering indefra i lokalet. Ekstruderet polystyren bruges normalt til udvendig isolering eller som et mellemlag i sandwichpaneler. Til vægisolering udefra anvendes plader med en tykkelse på 80-100 mm. Plader med en tykkelse på 30-40 mm bruges ofte, lagt i to lag.

Sådan isoleres væggen korrekt med ekspanderet polystyren:

• Demonteringsarbejde. Inden det ekstruderede polystyrenskum eller skum fastgøres til væggen, skal du demontere dræningssystemets detaljer, dekorative elementer, rengøre og grunde væggens overflade.
• Sticking ark på væggen. Sådan limes polystyrenskum korrekt på væggen: Den klæbende blanding påføres vægstrukturen og hele området af isoleringspladen. Det påføres især rigeligt på arkets kanter og midten. Arket er limet på væggen. Panelet er fastgjort med dyvler, som skal trænge ind i vægmaterialet mindst 50 mm. Dyvlerne placeres i midten af ​​panelet og i samlingerne.
• Forsegling af revner. Hvis hullerne er mindre end 20 mm, blæses de ud med polyurethanskum, hvis mere, forsegles de med stykker isolering og skummes derefter op. Det overskydende skum afskæres, hætterne på paraplyneglene gnides med kit.

Ved isolering af facaden med ekstruderet polystyren er vandtætning ikke påkrævet. Kældervæggene og fundamentet med en høj placering af grundvand kræver vandtætning.

Egenskaber af ekspanderet polystyren

Vandabsorption

Koloni af bakterier på EPS
Udvidet polystyren er i stand til at absorbere vand i direkte kontakt [22].Vandindtrængningen direkte i plasten er mindre end 0,25 mm om året [23], derfor afhænger vandabsorptionen af ​​polystyrenskum af dets strukturelle egenskaber, densitet, fremstillingsteknologi og varigheden af ​​vandmætningstiden. Vandabsorptionen af ​​ekstruderet polystyrenskum selv efter 10 dage i vand overstiger ikke 0,4 volumenprocent, hvilket gør det i vid udstrækning brugt som varmelegeme til underjordiske og nedgravede strukturer (veje, fundamenter) [24].

Dampgennemtrængelighed

Ekspanderet polystyren er et materiale, der er gennemtrængeligt med lavt dampe [25] [26].

Et træk ved dampgennemtrængeligheden af ​​ekspanderet polystyren er, at det ikke afhænger af dets skumningsgrad og densiteten af ​​ekspanderet polystyren og altid er lig med 0,05 mg / (m * h * Pa) [kilde uspecificeret 1930 dage

], hvilket ikke svarer til dampgennemtrængeligheden af ​​en træramme fremstillet af fyr, gran eller eg eller mineraluld (0,55 mg / (m * h * Pa)).

Biologisk resistens

På trods af at ekspanderet polystyren ikke er modtageligt for virkningen af ​​svampe, mikroorganismer og mos, er de i nogle tilfælde i stand til at danne deres kolonier på dens overflade [27] [28] [29] [30].

Insekter kan slå sig ned i ekspanderet polystyren, udstyre fuglereder og gnavere. Problemet med beskadigelse af polystyrenskumstrukturer fra gnavere har været genstand for adskillige undersøgelser. Baseret på resultaterne af skum-polystyren-test udført på grå rotter, husmus og musmus blev følgende fastslået:

1. Udvidet polystyren, som et materiale, der består af kulbrinter, indeholder ikke næringsstoffer og er ikke grobund for gnavere (og andre levende organismer).
2. Under obligatoriske forhold virker gnavere på ekstrudering og granulært polystyrenskum samt på ethvert andet materiale, i tilfælde hvor det er en hindring (hindring) for adgang til mad og vand eller for at imødekomme dyrets fysiologiske behov.
3. Under betingelser med frit valg påvirker gnavere det ekspanderede polystyren i mindre grad end under tvangsbetingelser, og kun hvis de har brug for strøelse, eller der er behov for at male fortænderne.
4. Hvis der er et valg af redemateriale (jute, papir), tiltrækker ekspanderet polystyren gnavere i sidste omgang.

Resultaterne af eksperimenter med rotter og mus viste også afhængighed af modifikationen af ​​ekspanderet polystyren, især ekstruderet ekspanderet polystyren beskadiges i mindre grad af gnavere.

Holdbarhed

En af måderne til at bestemme holdbarheden af ​​polystyrenskum er ved at skifte opvarmning til +40 ° C, køle ned til -40 ° C og holde i vand. Hver sådan cyklus antages at være lig med 1 betinget driftsår. Det hævdes, at holdbarheden af ​​produkter fra ekspanderet polystyren ifølge denne testmetode er mindst 60 år [31], 80 år [32].

Modstandsdygtig over for opløsningsmidler

Udvidet polystyren er ikke særlig modstandsdygtigt over for opløsningsmidler. Det opløses let i de originale styren, aromatiske carbonhydrider (benzen, toluen, xylen), chlorerede carbonhydrider (1,2-dichlorethan, carbontetrachlorid), estere, acetone og carbondisulfid. Samtidig er den uopløselig i alkoholer, alifatiske kulbrinter og ethere.

Egenskaber og egenskaber ved isolering

Varmeledningsevne

Udvidet polystyrenplade 10 cm tykt og en mur på mere end 1 m har lige varmeledende egenskaber.
Luften inde i boblerne er hermetisk forseglet, så materialet bibeholder perfekt varmen.

Varmekonduktivitetskoefficienten varierer i området fra 0,028 - 0,034 W / mK, hvilket er meget lavere end koefficienten for mursten eller beton.

Dampgennemtrængelighed og fugtabsorption

Damppermeabilitetsindekset for ekspanderet polystyrenskum er fra 0,019 til 0,015 kg pr. Meter-time-Pascal i modsætning til et ekstruderet produkt med et nulindeks.

Den krævede tykkelse og form er angivet ved hjælp af skære skummet i plader af den ønskede størrelse... Dampen strømmer gennem granulerne ind i cellerne.

Bemærk

Ekstruderet polystyrenskum skæres ikke, fordi færdige plader kommer ud af transportøren med en vis tykkelse og er allerede glatte. Som et resultat kan damp ikke trænge igennem materialet.

Når et ikke-presset produkt nedsænkes i vand, absorberes op til 4% af væsken. Tæt ekstruderet polystyrenskum forbliver næsten tørt og absorberer kun 0,4%.

Det er værd at bemærke, at isoleringen ikke beskadiges i kontakt med væsker.

Styrke

Materialet er holdbart, tåler temperatur fra -40 til + 40 ° C op til 60 cyklusser (klimatiske år). Den statiske bøjningsstyrke af ekstruderet materiale er bedre end skummet materiale.

Lydabsorption

Et 3 cm lag isolerende materiale reducerer støjindtrængningsniveauet med 25 decibel, hvilket giver god lydisolering. Relevant for beboere i lejlighederne.

Men det lindrer ikke støj helt, men dæmper det kun i nærværelse af et tykt isolationslag. Luftbåren støj vil ikke mestre.

Biologisk resistens

Polystyrenskum er ikke følsomt over for dannelsen af ​​biologisk aktivitet og derfor bliver ikke grobund for skimmel og svampe.
Dette er en videnskabelig bevist kendsgerning.

Det kan dog blive beskadiget af gnavere og insekter. De finder vej gennem materialet på jagt efter varme og mad.

Vi anbefaler: Hvad er letbeton, dets typer og sammensætning. Termisk ledningsevne og andre egenskaber

Ødelæggelse af ekspanderet polystyren

Ødelæggelse ved høj temperatur

Højtemperaturfasen for destruktion af ekspanderet polystyren er blevet grundigt undersøgt. Det starter ved en temperatur på +160 ° C. Når temperaturen stiger til +200 ° C, begynder fasen med termisk oxidativ destruktion. Over +260 ° C er processerne med termisk destruktion og depolymerisation fremherskende. På grund af det faktum, at polymerisationsvarmen af ​​polystyren og poly - "" α "" - methylstyren er en af ​​de laveste blandt alle polymerer, dominerer depolymerisering til den oprindelige monomer, styren, i processerne med deres destruktion [33].

Modificeret polystyrenskum med specielle additiver adskiller sig i graden af ​​ødelæggelse ved høj temperatur i henhold til certificeringsklassen. Modificeret polystyrenskum, certificeret i henhold til klasse G1, nedbrydes ikke med mere end 65%, når det udsættes for høje temperaturer. Klasserne af modificeret polystyrenskum er angivet i tabellen i afsnittet om brandmodstand.

Lav temperatur ødelæggelse

Skummet polystyren er som nogle andre kulbrinter i stand til selvoxidation i luft til dannelse af peroxider. Reaktionen ledsages af depolymerisering. Reaktionshastigheden bestemmes af diffusionen af ​​iltmolekyler. På grund af den markant udviklede overflade af ekspanderet polystyren oxiderer den hurtigere end polystyren i en blok [34]. For polystyren i form af tætte produkter er temperaturfaktoren den regulerende begyndelse på ødelæggelse. Ved lavere temperaturer er dets ødelæggelse teoretisk mulig i overensstemmelse med lovene om termodynamik ved polymerisationsprocesser, men på grund af den ekstremt lave gaspermeabilitet af polystyren kan monomertrykket kun ændre sig på produktets ydre overflade. Følgelig, under Tpred = 310 ° C, sker depolymerisationen af ​​polystyren kun fra produktets overflade, og den kan overses til praktiske formål.

Læge i kemi, professor ved Institut for Plastforarbejdning ved det Russiske Kemiteknologiske Universitet opkaldt efter V.I. Mendeleeva L.M. Kerber om adskillelse af styren fra moderne ekspanderet polystyren:

”Under normale driftsforhold oxiderer styren aldrig. Det oxiderer ved meget højere temperaturer. Depolymeriseringen af ​​styren kan faktisk fortsætte ved temperaturer over 320 grader, men det er umuligt at tale alvorligt om frigivelse af styren under driften af ​​ekspanderede polystyrenblokke i temperaturområdet fra minus 40 til plus 7 ° C.I den videnskabelige litteratur er der tegn på, at oxidation af styren ved temperaturer op til +11 ° C praktisk talt ikke forekommer. "

Eksperter hævder også, at der ikke blev observeret et fald i materialets slagstyrke ved 65 ° C over et interval på 5000 timer, og et fald i slagstyrken ved 20 ° C ikke blev observeret over 10 år.

Styrens toksiske natur og ekspanderet polystyrens evne til at frigive styren betragtes af europæiske eksperter som uprøvede. Eksperter, både inden for bygge- og kemiindustrien, benægter enten muligheden for oxidation af ekspanderet polystyren under normale forhold eller peger på fraværet af præcedenser eller henviser til deres manglende information om dette emne.

Derudover er selve faren ved styren oprindeligt ofte overdrevet. Ifølge store videnskabelige undersøgelser udført i 2010 i forbindelse med gennemførelsen af ​​den obligatoriske procedure for omregistrering af kemikalier i Det Europæiske Kemikalieagentur i overensstemmelse med REACH-forordningen blev følgende konklusioner truffet:

• mutagenicitet - intet klassificeringsgrundlag
• kræftfremkaldende egenskaber - intet grundlag for klassificering
• reproduktionstoksicitet - intet klassificeringsgrundlag.

Hvad mere er, skal du huske, at styren findes naturligt i kaffe, kanel, jordbær og oste.

Således er de største bekymringer forbundet med den særlige toksicitet af styren, der angiveligt frigives ved anvendelse af ekspanderet polystyren, ikke bekræftet [33].

Varmeapparater

106 stemmer

+

Stem for!

—

Mod!

Udvidet polystyren er et ret interessant materiale. Produktionsmetoden blev patenteret tilbage i 1928 og er blevet moderniseret mange gange siden da. Den største fordel er lav varmeledningsevne og kun derefter i let vægt. Udvidet polystyren bruges i vid udstrækning i forskellige industrier og byggeri, og hver person stødte på en eller anden måde produkter fra det i hverdagen. Derudover vil ekspanderet polystyren, hvis priser på produkter er på et lavt niveau, være en god mulighed, hvis du vil isolere dit hjem.

Indholdsfortegnelse

1. Hvad er ekspanderet polystyren, og hvordan adskiller det sig fra polystyren?
2. Udvidet polystyren, egenskaber og egenskaber
3. Anvendelsesområde
4. Ulemper ved ekspanderet polystyren: en oversigt over myterne

Hvad er ekspanderet polystyren, og hvordan adskiller det sig fra polystyren?

Udvidet polystyren produceres ved at tilføje gas til polystyrenpolymermassen, som efter efterfølgende opvarmning øges væsentligt i volumen og fylder hele formen. Afhængigt af materialetypen bruges en anden gas til at skabe volumen: til enkle variationer fyldes naturgas brandsikre typer ekspanderet polystyren med kuldioxid.

Ganske ofte har amatører tendens til at kalde polystyrenskum og polystyren det samme materiale. Dette er dog ikke helt sandt. De har et fælles grundlag, men forskellene og karakteristika er ret betydelige. Hvis du ikke går ind i lang rumlig argumentation, er de vigtigste kendetegn som følger:

• densiteten af ​​skummet er signifikant lavere, 10 kg pr. m3, mens indikatorerne for polystyrenskum er 40 kg pr. m3,
• ekspanderet polystyren absorberer ikke damp og fugt,
• udseendet er anderledes. Polyfoam - har indvendige granulater, polystyrenskum er mere homogent,
• skumplast er kendetegnet ved en lavere pris, som er mærkbar, når den bruges som et varmeisolerende materiale til den ydre beklædning af bygningens vægge,
• ekspanderet polystyren har den bedste mekaniske styrke.

Polyfoam er fremstillet af polymerråmaterialer, der behandles med vanddamp, hvilket resulterer i, at granulatets volumen øges betydeligt. Men på samme tid fører dette til det faktum, at mikroporerne også øges i størrelse, hvilket resulterer i, at båndet mellem granulerne forværres og gradvist under påvirkning af atmosfærisk nedbør og klimatiske forhold fører til, at materiale svækkes. Groft sagt, hvis du bryder et ark polystyren i halvdelen, dannes et stort antal granulater.Dette er ikke typisk for ekspanderet polystyren, da det oprindeligt består af lukkede celler, som sikrer materialets fugt- og dampgennemtrængelighed. I begyndelsen af ​​produktionen smelter dets granulat under indflydelse af høje temperaturer og danner en ensartet væskemasse, der er fyldt med gas.

Selve materialet har også flere varianter:

• Ekstruderet polystyrenskum er praktisk talt det samme materiale som ikke-presset, forskellen er i brugen af ​​udstyr såsom en ekstruder, derfor kaldes ekstruderet og ekstruderet polystyrenskum ofte det samme materiale.
• Ekstrudering opnås også ved at behandle den endelige masse af polymermateriale og er også en homogen masse. Sorten bruges til fremstilling af engangsemballage og bordservice. Groft sagt er kødprodukter i supermarkeder pakket i emballage lavet af ekstruderet polystyrenskum.

• Pressemetoden til opnåelse af materialet er dyrere, da den involverer den efterfølgende presning af den gasskummede blanding. I dette tilfælde får den yderligere styrke.
• Autoklav polystyrenskum nævnes sjældent, og faktisk er det en ekstruderingstype, hvor skumning og bagning af materialet udføres ved hjælp af en autoklav.
• Pressless er en af ​​de mest populære sorter. Fugt fjernes først fra polystyrenkornene ved tørring, derefter opskummes ved en temperatur på 80 ° C, hvorefter de igen tørres og derefter opvarmes igen. Den resulterende blanding fyldes i en form, hvor den allerede selvkomprimerer på afkølingstidspunktet. Denne type ekspanderet polystyren er mere skrøbelig, men kræver halvt så meget isopetan til sin produktion, hvilket påvirker de endelige omkostninger.

Udvidet polystyren, egenskaber og egenskaber

Udvidet polystyren er et tvetydigt materiale: nogen ophøjer dets egenskaber til himlen, nogen tværtimod skummer i munden og kræver et øjeblikkeligt og fuldstændigt forbud mod dets anvendelse på basis af "udsættelse af en akademiker. Det er sandt, at allestedsnærværende ekspanderede polystyren og dens høje popularitet hælder konklusioner mod det faktum, at dette materiale er virkelig godt og har følgende fordele:

• Lav varmeledningsevne muliggør en betydelig isoleringseffekt. Faktisk kan 11 cm ekspanderet polystyren give den samme varmeisolering som en mur af silikat, der er mere end to meter tyk. Materialets varmeledningsevne er 0,027 W / mK, hvilket er væsentligt lavere end beton eller mursten,
• Fugtbestandighed af materialet. Selv ved langvarig udsættelse for fugt vil absorptionsevnen ikke være mere end 6%, så der er ingen grund til at frygte deformation af strukturen af ​​ekspanderet polystyren.
• Udvidet polystyren er holdbart og tåler op til 60 cyklusser med eksponering for temperaturer fra -40 til + 40 ° C. Hver cyklus udgør et estimeret klimaår.
• Ufølsomhed over for dannelsen af ​​biologiske medier. Udvidet polystyren bliver ikke grobund for svampe og skimmelsvamp.

• Ufarlighed af materialet. I produktionen anvendes ikke giftige komponenter, derfor anvendes produkter fra ekspanderet polystyren også i fødevareindustrien. For eksempel til opbevaring af mad.
• På grund af sin lette vægt tager isolering af bygningsfacader med ekspanderet polystyren meget mindre tid og kræfter end at bruge andre midler.
• Brandsikre materialekvaliteter, når de udsættes for en åben flamme, har tendens til selvslukkende og smeltende, uden at sprede forbrændingen. Den spontane forbrændingstemperatur for ekspanderet polystyren er + 490 ° C, hvilket er næsten to gange højere end for træ. Hvis materialet ikke udsættes for en åben ildkilde i mere end fire sekunder, slukker det ekspanderede polystyren. Varmeenergien under forbrænding af materialet er 7 gange mindre end et træ. Derfor er ekspanderet polystyren ikke i stand til at understøtte brandstedet.
• Tilbyder lydisolering. Denne kvalitet er især vigtig for beboere i standardlejligheder. Et 3 cm lag isolerende materiale er tilstrækkeligt til at reducere støjindtrængning med 25 dB.
• Dampgennemtrængeligheden af ​​materialet er på et lavt niveau på 0,05 Mg / m * h * Pa uanset graden af ​​skumdannelse og densiteten af ​​kvaliteten. Faktisk ligner indikatorerne for damppermeabilitet trærammen af ​​fyr eller eg.
• Modstandsdygtig over for alkoholer og ethere, men let udsat for ødelæggelse, når opløsningsmidler kommer i kontakt med materialets overflade.
• Trækstyrken er mindst 20 MPa.

Som det fremgår af ovenstående, er ekspanderet polystyren et effektivt værktøj til at løse mange problemer: fra at bruge nogle af dets sorter som emballage til at give varme og vandtætning af bygningsfacader. Derudover bruges materialet til andre formål i konstruktionen, som vil blive diskuteret nedenfor.

Anvendelsesområde

Udvidet polystyren i konstruktionen anvendes primært til isolering af følgende elementer:

• vandrør,
• tage,
• gulve,
• dør og vindue skråninger,
• vægge.

For eksempel er forbruget af ekspanderet polystyren til rørisolering økonomisk berettiget og rimeligt på grund af dets evner. Desuden anvendes der til disse formål formstøbt polystyrenskum, som tillader, i tilfælde af rørskader, let adgang til det ved at fjerne den ønskede sektion af beskyttelsesbelægningen.

Udvidet polystyren bruges aktivt til konstruktion af transportruter. Det reducerer effekten af ​​lodret belastning på gulvet under bygning af bygninger. Udbredt i produktionen af ​​SIP-paneler.

Anvendelsesområdet for ekspanderet polystyren, hvis egenskaber i kombination med en lav pris gør det ekstremt attraktivt til brug i enhver industri er praktisk taget ubegrænset. Det eneste der skal tages i betragtning er, at materialet har en lav densitet, derfor er det modtageligt for mekanisk skade.

Ulemper ved ekspanderet polystyren: en oversigt over myterne

Ud over buket af fordele er der også ulemper. Desuden er et stort antal forskellige myter forbundet med ekspanderet polystyren, som skal overvejes mere detaljeret:

• Mange producenter hævder, at ekstruderet ekspanderet polystyrenskum er betydeligt bedre end andre sorter, som bevis for, at de ofte udsætter en tabel over komparative egenskaber for denne sort sammenlignet med almindeligt skum. Ikke desto mindre er forskellen i varmeledningsevne mellem ekstruderet og ekstruderet polystyrenskum praktisk talt ikke synlig og beløber sig til 0,002 enheder på samme tid på grund af reklame er omkostningerne ved ekstruderingsplader til isolering højere.
• Den maksimale tæthed af ekspanderet polystyren giver den samme høje ydeevne, når den isoleres. Ifølge eksperter har en sådan erklæring nogle uoverensstemmelser med virkeligheden, da jo tættere molekylerne klæber til hinanden, jo højere bliver den termiske ledningsevne, og det er lettere for kulde at trænge ind i rummet. En vej ud af denne situation vil være brugen af ​​ekspanderede polystyrenplader med lav densitet, som skal dækkes med et forstærkningsnet og et beskyttende primerlag for at øge deres mekaniske styrke.

• Brandsikkert polystyrenskum er absolut ikke brandfarligt og harmløst for menneskekroppen. Ethvert byggemateriale, når det udsættes for åben ild, udviser forbrændingsegenskaber mere eller mindre. Imidlertid er den spontane forbrændingstemperatur for ekspanderet polystyren højere end for træ, og derudover udsender den betydeligt mindre termisk energi under forbrændingen. Det er vigtigt at huske, at brandsikre sorter på trods af det høje navn på ingen måde er i stand til at stoppe flammen, kun for at reducere dens virkning. Kuldioxid, der anvendes i produktionen, bliver en alvorlig ulempe ved en brandsikker sort sammenlignet med den sædvanlige.Som et resultat, når materialet genoptager, begynder materialet at udsende en betydelig stor mængde skadelige stoffer. Nogle sælgere taler om ubrændbarhed på baggrund af demonstrativ oplevelse: når basen med en plade isolering fastgjort på den begynder at varme op fra bagsiden. Når det udsættes for høje temperaturer, begynder polystyrenskum at smelte og deformere, mens der ikke er ild. Så længe flammen udsættes for den, vil materialet dog fortsætte med at brænde.
• Brandhæmmende stoffer tilsat polystyrenskum på grund af dets brandmodstand er "under alle omstændigheder ren gift." Endnu en kontroversiel erklæring. Et brandhæmmende middel er en komponent, der indeholder stoffer i dets struktur, der bremser forbrændingsprocessen. De har forskellige sammensætninger og indeholder forskellige komponenter, lige fra formaldehyder, som er virkelig farlige for mennesker, til magnesiumsalte, som er ret miljøvenlige og sikre. For nylig er der i stigende grad blevet brugt løsninger baseret på uorganiske salte, så de er ikke i stand til at skade helbredet. Brandhæmmende stoffer bruges ofte til at imprægnere og påføre et beskyttende lag på træ for at øge dets brandmodstand.
• Installation af isoleringsmaterialer af polystyrenskum er ikke i stand til at give varme. Faktisk er isoleringens opgave ikke at bringe varme, men at holde den indendørs. Groft sagt vil brugen af ​​isoleringsplader reducere varmeudslip uden for lokalerne betydeligt, og du behøver således ikke opvarme gaden for egen regning.
• "Udvidet polystyren er sundhedsfarligt." Moderne produktion giver dig mulighed for at oprette materiale fra miljøvenlige komponenter, så der er ingen sundhedsrisiko. Desuden taler den udbredte brug af produkter til opbevaring af halvfabrikata og brug i hverdagen kun om materialets sikkerhed.

Oftere opstår der problemer, når du vil købe udvidet polystyren af ​​billigere og lavere kvalitetssorter. Isolationsplader lavet af et sådant materiale har virkelig mindre styrke og er i stand til at begynde at deformere selv ved temperaturer over 40 ° C. Hovedreglen ved brug af materialer fra ekspanderet polystyren i enhver branche er at sikre kvalitet og pålidelighed, som du skal betale for. Og så vises der under værdien kun værdighed.

Brandfare ved ekspanderet polystyren

Brandfare ved ubehandlet polystyrenskum

Umodificeret polystyrenskum (antændelighedsklasse G4) er et brandfarligt materiale, hvis antændelse kan forekomme fra tændstikkernes flamme, en blæselampe, fra autogene svejsegnister. Ekspanderet polystyren antændes ikke fra en brændt jerntråd, en brændende cigaret og gnister dannet ved punktet af stål [35]. Udvidet polystyren henviser til syntetiske materialer, der er kendetegnet ved øget antændelighed. Det er i stand til at lagre energi fra en ekstern varmekilde i overfladelagene, sprede ild og igangsætte brandintensivering [36].

Flammepunktet for ekspanderet polystyren varierer fra 210 ° C til 440 ° C afhængigt af de tilsætningsstoffer, der anvendes af producenterne [37] [38]. Tændingstemperaturen for en specifik modifikation af polystyrenskum bestemmes i henhold til certificeringsklassen.

Når konventionel ekspanderet polystyren (G4 antændelighedsklasse) antænder, udvikles en temperatur på 1200 ° C på kort tid [35]. Ved anvendelse af specielle additiver (brandhæmmende stoffer) kan forbrændingstemperaturen reduceres i henhold til forbrændingsklassen (G3 antændelighedsklasse ). Forbrænding af ekspanderet polystyren finder sted med dannelse af giftig røg af varierende grad og intensitet afhængigt af urenhederne tilsat det ekspanderede polystyren for at reducere dannelsen af ​​røg. Røgemission af giftige stoffer er 36 gange større i volumen end ved træ.

Forbrænding af almindeligt ekspanderet polystyren (G4 antændelighedsklasse) ledsages af dannelsen af ​​giftige produkter: hydrogencyanid, hydrogenbromid osv. [39] [40].

Af disse grunde har produkter fremstillet af ubehandlet polystyrenskum (antændelighedsklasse G4) ikke godkendelsescertifikater til brug i byggearbejde.

Producenter bruger ekspanderet polystyren modificeret med specielle tilsætningsstoffer (brandhæmmende stoffer), takket være hvilke materialet har forskellige klasser af antændelse, brændbarhed og røggenerering.

Således med korrekt installation i overensstemmelse med GOST 15588-2014 “Skum polystyren varmeisolerende plader. Tekniske forhold ", ekspanderet polystyren udgør ikke en trussel mod brandsikkerheden i bygninger. Den "våde facade" -teknologi (WDVS, EIFS, ETICS), som indebærer anvendelse af ekspanderet polystyren som isolering i bygningskonvolutten, er meget brugt i byggeriet.

Modificeret polystyrenskum til brandsikkerhed

For at reducere brandfare ved ekspanderet polystyren tilsættes brandhæmmende stoffer, når den modtages. Det resulterende materiale kaldes selvslukkende polystyrenskum (antændelighedsklasse G3) og er angivet af et antal russiske producenter med et yderligere bogstav "C" i slutningen (for eksempel PSB-S) [41].

Den 05/01/2009 trådte en ny føderal lov FZ-123 "Tekniske forskrifter om brandsikkerhedskrav" i kraft. Metoden til bestemmelse af antændelsesgruppen for brændbare byggematerialer er ændret. I artikel 13, afsnit 6, opstod der nemlig et krav, der udelukker dannelsen af ​​smeltedråber i materialer med en gruppe G1-G2 [42]

I betragtning af at smeltepunktet for polystyren er ca. 220 ° C, klassificeres alle varmeapparater baseret på denne polymer (inklusive ekstruderet polystyrenskum) fra 01.05.2009 med en antændelsesgruppe, der ikke er højere end G3.

Før ikrafttrædelsen af ​​føderal lov 123 blev brandbarhedsgruppen af ​​mærker med tilsætning af flammehæmmere karakteriseret som G1.

Et fald i brændbarheden af ​​ekspanderet polystyren opnås i de fleste tilfælde ved at erstatte den brændbare gas til "oppustning" af granulatet med kuldioxid [43].

Typer af ekspanderet polystyren

Spredning af PPP var et svar på en anmodning om isolering, der effektivt kan tilbageholde varmen i bygninger konstrueret af traditionelle byggematerialer. I store byer bruges enorme summer på opvarmning af bygninger om vinteren. Og emissioner fra termiske kraftværker fører til en betydelig forringelse af miljøsituationen.

Blandt mange områder har et af de mest succesrige været anvendelsen af ​​ekspanderet polystyren opnået ved skumdannende polystyren, når det forarbejdes i nærværelse af høje temperaturer.

Det endelige materiale er i form af granulater, hvis diameter varierer fra 2 til 8 mm, som sintres sammen, når de udsættes for dampstød.

Som et resultat blev et materiale lært, som kun mineraluld kan sammenligne med med hensyn til varmeisoleringsegenskaber. Det er interessant at sammenligne PPP med andre materialer.

Et ark 10 cm tykt materiale kan erstatte:

• 400 cm tung beton;
• 150 cm mursten;
• 100 cm ekspanderet lerbeton;
• 60 cm luftbeton;
• 40 cm fyrretræ.

På grund af tilstedeværelsen af ​​lukkede porer i materialets struktur afspejler det også perfekt lyd, derfor bruges det ofte som lydisolering.

Afhængigt af produktionsteknologien opdeles ekspanderet polystyren:

• på presseløs ekspanderet polystyren (PSB);
• presset ekspanderet polystyren (PS);
• ekstruderet polystyrenskum (EPS).

Disse typer har nogle forskelle ikke kun i teknologi, men også i egenskaber. Derfor er deres anvendelsesområder også forskellige.

Noter (rediger)

1. Kabanov V.A. og andre.
   bind 2 L - Polynosefibre // Encyclopedia of Polymers. - M.: Soviet Encyclopedia, 1974. - 1032 s. - 35.000 eksemplarer.
2. Fransk patent nr. 668142 (Chem. Abs. 24, 1477, 1930).
3. Tysk patent nr. 644102 (Chem. Abs, 31, 5483, 1937)
4. Berlin A. An. Grundlæggende om produktion af gasfyldte plastmaterialer og elastomerer. - M.: Goskhimizdat, 1956.
5. Chukhlanov V. Yu., Panov Yu. T., Sinyavin A. V., Ermolaeva E. V. Gasfyldte plastik. Vejledning. - Vladimir: Vladimir State University Publishing House, 2007.
6. Kerzhkovskaya EM Egenskaber og anvendelse af PS-B skum.- L: LDNTP, 1960.
7. Andrianov R.A. Nye kvaliteter af ekspanderet polystyren. Byggevareindustri i Moskva. - Udgave nr. 11. - M.: Glavmospromstroimaterialy, 1962.
8. Forbundsrepublikken Tyskland patent nr. 92606 dateret 04/07/1955.
9. Diskussion og mulig handling vedrørende et forbud mod anvendelse af fødevarebeholdere med ekspanderet polystyren (EPS) (undersøgelsesudgave) // 18. december 2012.
10. POLITIKVÆRKTØJER TIL MINDRE VIRKNINGER AF ENKELT ANVENDELSE, UDFYLDNINGSPAKKER OG EPS-FØDEVAREPAKKNING // Afsluttende rapport 2. juni 2008
11. Nguyen L. En vurdering af politikker vedrørende forbud mod polystyrenvarelever. // San Jose State University 10.01 / 2012
12. S8619 Forbyder, at fødevarevirksomheder bruger ekspanderet beholdere til engangsforarbejdning af polystyrenskum, der begynder 1/1/15.
13. GOST 15588-2014 “Skum polystyren varmeisolerende plader. Tekniske forhold ". Ikrafttræden 01.07.2015
14. GOST R 53786-2010 “Composite termiske isoleringsfacadesystemer med udvendige gipslag. Vilkår og definitioner "
15. GOST R 53785-2010 “Composite termiske isoleringsfacadesystemer med udvendige gipslag. Klassifikation"
16. BREV fra Den Russiske Føderations statsbygningsudvalg N 9-18 / 294, GUGPS fra den russiske føderations indenrigsministerium N 20 / 2.2 / 1756 dateret 06/18/1999 "OM ISOLERING AF DE YDRE VÆGGE AF BYGNINGER"
17. Brev fra FGBU VNIIPO EMERCOM fra Rusland dateret 07.08.2014 nr. 3550-13-2-02
18. FEDERAL LOV TEKNISKE REGLER FOR BRANDSIKKERHEDSKRAV dateret 22.07.2008 Nr. 123-FZ
19. Bjorvika
20. Styrofoam designermøbler - konstruktive og overkommelige
21. Styrofoam-robotter
22. Pavlov V.A. udvidet polystyren. - M.: "Chemistry", 1973.
23. Khrenov A.E.Migration af skadelige urenheder fra polymere materialer under opførelsen af ​​underjordiske strukturer og kommunikation. 7. - 2005.
24. Egorova EI, Koptenarmusov VB Fundamentals of polystyrene plast technology. - Skt. Petersborg: Himizdat, 2005.
25. Tabel over densitet, varmeledningsevne og dampgennemtrængelighed af forskellige materialer
26. Tabel over tæthed, varmeledningsevne og dampgennemtrængelighed af forskellige materialer: Reparation og indretning af en lejlighed, bygning af et hus - mine svar på spørgsmål
27. Semenov SA Ødelæggelse og beskyttelse af polymere materialer under drift under påvirkning af mikroorganismer // Afhandling for graden doktor i teknisk videnskab, Russian Academy of Sciences Institute of Chemical Physics. N.N.Semenova. - M., 2001.
28. Atiq N. Biologisk nedbrydelighed af syntetisk plast polystyren og isopor af svampeisolater // Institut for mikrobiologi Quaid-i-Azam University, Islamabad, 2011.
29. Naima Atiq T., Ahmed S., Ali M., Andleeb S., Ahmad B., Geoffery R. Isolering og identifikation af polystyren biologisk nedbrydelige bakterier fra jord. / African Journal of Microbiology Research Vol. 4 (14), s. 1537-1541, 18. juli, 2010.
30. Richardson N. Beurteilung von mikrobiell befallenen Materialien aus der Trittschalldämmung // AGÖF Kongress Reader September 2010.
31. Hed G. Levetidsestimater for bygningskomponenter. München: Hanser. Rapport TR28: 1999. Gävle, Sverige: Royal Institute of Technology, Center for Built Environment, Stockholm, 1999. - S. 46.
32. Testrapport nr. 225 dateret 25.12.2001. NIISF RAASN. Testlaboratorium til termofysiske og akustiske målinger)
33. ↑ 12
    Udvidet polystyren - Egenskaber. 4108.ru. Hentet 10. april 2016.
34. Emmanuel NM, Buchachenko AL Kemisk fysik af ældning og stabilisering af polymerer. - M.: Nauka, 1982.
35. ↑ 12
    OCT 301-05-202-92E “Udvidelig polystyren. Tekniske forhold. Industristandard "
36. Guyumdzhyan P.P., Kokanin S.V., Piskunov A.A. Om brandfare af polystyrenskum til byggeformål // Pozharovzryvoopasnost. - T. 20, nr. 8. - 2011.
37. Protokol nr. 255 dateret 28.08.2007 til identifikationskontrol af ekspanderet polystyrenmateriale PSB-S 25 FGU VNIIPO EMERCOM fra Rusland
38. Kodolov V.I. antændelighed og brandmodstand af polymere materialer. M., Chemistry, 1976.
39. Toksicitet af forbrændingsprodukter fra syntetiske polymerer. Undersøgelsesoplysninger. Serie: Polymeriseret plast. - NIITEKHIM, 1978.
40. Toksicitet for flygtige produkter fra termisk eksponering for plast under behandling. Serie: Polymeriseret plast. - NIITEKHIM, 1978.
41. Evtumyan A.S., Molchadovsky OI Brandfare ved varmeisolerende materialer fra ekspanderet polystyren. Brandsikkerhed. - 2006. - Nr. 6.
42. Føderal lov af 22.07.2008 N 123-FZ (som ændret den 03.07.2016) "Tekniske forskrifter for brandsikkerhedskrav" (russisk) // Wikipedia. - 2017-03-12.
43. Grundlæggende brandsikkerhedskrav - varmeisoleringssystemer